甲醇是一种很有前景的碳中和燃料，但由于其十六烷值低，汽化潜热大，很少有研究将甲醇在压燃式内燃机上直接应用。为了使甲醇被稳定压燃，提高缸内的热力学氛围是一个可行的措施。本次试验中，为了保证缸内燃烧的稳定，发动机的进气温度设定在150℃。而作为对比的柴油燃料，其进气温度设定在50℃。试验针对甲醇在不同转速、不同负荷下的燃烧、经济性和排放特性以及不同喷射压力、喷射时刻和EGR率的影响展开研究。研究结果表明，随着转速和负荷的提高，燃烧持续期明显延长。各工况下的放热率峰值较低。随着喷射压力的增加和喷射正时的提前，有效燃油消耗率（BSFC）先降低后增加。随着EGR率的增加，每个转速下的BSFC逐渐降低。将优化后的甲醇与柴油进行比较，甲醇的有效热效率为37.54%，略低于柴油。甲醇的NOx、碳烟和CO排放显著低于柴油，甲醇和甲醛排放量高于柴油，尤其是甲醇排放量为0.83g/kW·h。总体而言，在压燃式发动机上使用纯甲醇作为燃料可以显著降低排放，同时保持BTE基本不变，但排气中的甲醇排放量明显增加。

为解决船舶在低工况下主机排放性与经济性差的问题。文章提出了一种双机双桨的并联式混合动力系统，并采用了基于动态规划的能量管理策略(DP)进行系统的控制管理，与传统的基于逻辑规则的能量管理策略进行对比。分析结果表明，采用基于动态规划的能量管理策略(DP)能够很好的适应船舶工况频繁多变的特点，且混合动力系统的燃油消耗下降了9.525%，最终时刻SOC状态提升了2.91%，为混合动力系统能量管理策略的的制定奠定了基础。

以P2构型的单轴并联式油醇电混合动力系统为研究对象，制定基于庞特里亚金极小值原理（PMP）的能量管理策略，对混合动力系统的油耗和NOx排放进行多目标优化，通过试验研究和仿真建模的方法开展研究。首先基于P2构型的单轴并联式油醇电混合动力系统试验台架，试验标定了费托合成（Fischer-Tropsch，F-T）柴油/甲醇双燃料混合动力发动机。将单燃料和双燃料模式的高效运行区相结合，匹配制定了双燃烧模式发动机的全工况运行策略；与传统单燃料压燃发动机相比，双燃烧模式发动机具有更大的高效低排运行区，对降低发动机油耗和NOx有显著效果。其次基于AVL CRUSIE搭建整车模型，Matlab/Simulink搭建能量管理策略，制定了基于PMP的多目标优化能量管理策略，使用MATLAB/Simulink搭建策略模型，与Cruise整车模型仿真在CHTC-LT工况下进行了仿真和结果分析。结果表明，在CHTC-LT工况下，相比基于规则的能量管理策略，基于PMP的能量管理策略使整车油耗降低6.1%，NOx排放降低2.1%，实现了油耗和排放多目标优化，电池SOC波动符合设计要求。相比原车，优化后的高效清洁F-T柴油/甲醇双燃烧模式混合动力系统的油耗降低31%，排放大幅降低。

为提高某型无人运输机升限不足的问题，为其搭载的星型发动机设计增压方案以提高其在高空环境下的功率。根据该星型发动机的各项参数，建立了一维仿真模型，为该型发动机设计了三种增压方案，综合对比不同方案，选出了最优方案用于该型发动机，在台架和该型飞机上进行了试验测试。经过增压，该型飞机大幅提高了升限。

本文通过使用KIVA-3V进行数值模拟，研究了辅助直喷天然气（DING）发动机中的点火和燃烧特性。对于DING发动机，在点火塞外围采用防护罩可以增强点火，而点火塞防护罩的设计是燃烧系统开发的重要组成部分。本文利用数值模拟研究了不同的点火塞罩参数（包括点火塞与防护罩间的间隙、防护罩开口尺寸等）对天然气点火和燃烧特性的影响。计算结果表明，较大的防护罩间隙可以延迟天然气的点火，而较小的防护罩开口尺寸可以阻止某些特定燃料喷射角度下的火焰传播。

对置活塞二冲程柴油机功率密度大、热效率高。然而，对置活塞二冲程柴油机扫气性能调控不灵活、废气易掺混，进气道内出现废气回流。本研究提出双进气道，通过对比单、双进气道的性能差异，探究双进气道性能优势及控制思路。研究结果显示，双进气道的综合性能优于单进气道，能有效抑制废气回流，在降低供气功率的同时提升扫气和燃烧性能。双进气道结构中，旋流进气道压力对扫气效率影响显著，直流进气道压力对扫气速率影响显著。低气口高度比α和高旋流进气道压力更适用于高转速工况，高气口高度比α和低旋流进气道压力更适用于低转速工况。

超临界CO2发电技术是热功转换领域的新兴变革性动力技术。针对某超临界CO2发电系统动态响应复杂、参数控制波动大的问题，开展了系统动态仿真与控制优化研究。建立了系统动态仿真模型，并基于试验数据完成了动态模型的验证。结果表明，回热器、冷却器等关键模型的动态仿真结果与试验数据吻合较好，误差在5%以内；系统模型的动态仿真结果也与试验值吻合良好，可以准确预测发电功率的变化趋势及量值。基于验证的动态模型开展了系统起动过程压缩机入口参数控制策略及控制参数优化研究，优化后的控制策略可实现压缩机入口参数的快速、稳定控制，并在不同水温、不同阀门流量特性下均表现出较好的控制效果。

基于多能域耦合的功率键合图理论建立了共轨系统电控喷油器数值计算模型，推导得到了其状态方程，通过对数值模型求解计算得到了不同工况下系统喷油规律，与试验测量结果对比表明所建立的功率键合图数值模型具有较高的计算精度。为分析不同特性参数变化对共轨系统循环喷油量波动以及最大喷油速率的影响，利用随机森林方法得到了喷油特性的影响因素预测模型，合理预测了对系统循环喷油量波动以及最大喷油速率影响的最关键因素。研究表明：系统循环喷油量波动和最大喷油速率受不同特性参数影响比重不同，进油节流孔直径与针阀通道节流孔直径都对系统循环喷油量波动影响显著，分别占比43.86％和38.60％；针阀通道节流孔直径对最大喷油速率的影响显著，占比达到64.29％，为共轨系统数值建模和优化设计提供了理论指导和借鉴。

电液复合调速器可以应用于各类内燃机，具有增压气压限制功能、转矩限制功能、最低稳定转速功能以及能够利用气压信号控制设定主机转速的功能，作为发动机保持转速稳定的核心部件之一，其性能会影响发动机工作的稳定性和可靠性。本文基于某型电液复合调速器工作原理及调速系统传递函数关系，对调速系统进行频率特性研究。由所得频率特性曲线分析调速器系统稳定性能，为该型调速器的设计和改进提供理论参考。

面对青藏铁路HXN3机车实际运用中平原HA增压器出现的超速、排温高等问题，文章阐述了该型增压器的高原解决方案。经过前期增压器的样机试制、性能试验和高原配机试验，试验结果表明，在相同机车负载下，增压器转速较平原降低2000rpm，压比提高0.5左右，排温降低近30℃，最高压比达到5.3，达到了增压器性能提升的预期目标。为了验证增压器可靠性，改造后的HA-G型增压器通过了增压器台架型式试验验证，并完成了6个月和10万km的线路考核。考核的增压器经性能和拆检，各项指标均符合大纲要求，增压器状态良好。HXN3机车增压器的高原改造为HXN3机车高原运用和维护提供了重要保障。